氨氮及亚硝酸盐对大刺鳅幼鱼的急性毒性

樊海平 ，薛凌展 ，陈玉红 ，罗华枰 ，张坤 ，陈斌

（1.福建省淡水水产研究所，福建 福州 350002；2.福建农林大学动物科学研究院，福建 福州 350002；3.福建天马科技股份集团有限公司，福建 福州350308）

大刺鳅Mastacembelue armatus肉质鲜美，营养丰富，具有很高的市场经济价值和发展前景。二十世纪八十年代以来，由于过度捕捞、产卵场和栖息地被破坏导致野生资源量逐年下降，自然种群衰退严重，福建、广东、贵州等省已将大刺鳅列入省级重点保护野生水生动物名录。因此，开展大刺鳅人工养殖技术研究对种质资源保护与利用具有重要意义。目前对大刺鳅的研究主要集中在胚胎发育[1]、营养与消化[2,3]、地理种群结构差异及资源保护[4,5]等，而大刺鳅对氨氮和亚硝酸盐的耐受性研究未见报道。

水中氨氮源于鱼类排泄物、残饵和部分水生动物残骸等，主要以离子氨和非离子氨两种形式存在，是水产养殖中重要的环境污染指标之一。离子氨以水合形式存在，不能轻易穿越细胞膜进入机体，毒性较弱，而非离子氨为脂溶性物质，可穿越生物膜进入机体，对水生动物的毒性较强[6]。氨氮胁迫可使鱼类鳃丝组织增生，粘液细胞增厚，血液携氧能力下降[7]，肝脏组织水肿，抗氧化能力下降[8]等，影响生长和存活。亚硝酸盐是养殖环境中氨氮转化成硝酸盐的中间产物，一旦硝化作用受阻，亚硝酸盐就会在水体中大量积累[9]，威胁鱼类生长，诱发一系列病变。在亚硝酸盐胁迫下，鱼类鳃细胞水肿，血管膨大，红细胞皱缩破裂，肝胰脏发生病变，解毒功能受损[10,11]。

本文依照水生生物毒性方法研究氨氮和亚硝酸盐对大刺鳅幼鱼的急性毒性，以期为控制养殖水质提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验用大刺鳅来自顺昌县兆兴鱼种养殖有限公司人工培育的当年幼鱼，平均体质量（1.39±0.60）g，全长（7.61±1.14）cm，暂养于直径 1.0m的玻璃钢桶中。3d暂养期间，每天早上9:00投喂2%～3%的由鳗鲡粉状饲料制成的团状饲料，早晚各换水1次，每次换水30%左右，溶解氧为5.0～6.0mg/L，水温 27.0～28.0℃，pH8.0～8.2。选择体表完好、无寄生虫及其他疾病、活力强的幼鱼停食24 h后进行试验。

用分析纯NH4Cl和NaNO2按1∶1000配置储备液，根据试验设置浓度，按比例添加，每组（10L）所加储备液不超过100 mL。

1.2 方法

于圆形塑料容器中加入10L曝气的养殖用水和9尾鱼，按不同浓度加入试剂。依照水生生物毒性方法[12],试验期间不充气。正式试验前先进行预备试验，得出大刺鳅幼鱼24h绝对致死浓度和最大耐受浓度。根据此浓度范围设置等对数间距浓度值。设8个亚硝酸盐浓度：0（对照组）mg/L、0.49 mg/L、0.65 mg/L、0.75 mg/L、0.87 mg/L、1.15 mg/L、1.55mg/L 和2.10 mg/L；设9个氨氮浓度，总氨氮（非离子氨）依次是 0（对照组）mg/L、37（2.26）mg/L、42（2.56）mg/L、49（2.99）mg/L、56（3.42）mg/L、65（3.96）mg/L、75（4.57）mg/L、87（5.31）mg/L和 100（6.10）mg/L。每个浓度设3个平行，每隔12h更换试验液1次，对照组不加氨氮和亚硝酸盐，但同样每隔12h换水1次。试验期间溶解氧为 5.0～6.0mg/L，水温 27.0～28.0℃，pH8.0～8.2。每天观察鱼的活动情况，记录24 h、48 h、96 h鱼死亡数，及时清除，试验持续96 h。

1.3 数据处理

试验数据采用SPSS软件进行Probit回归分析[13]，获得半数致死剂量（LC50）。

安全剂量（SC）=96 h LC50×0.1，

式中96hLC50为试验动物96h半数致死剂量。

非离子氨浓度=总氨氮浓度/[10(pKa-pH)+1]，

式中：pKa=0.09018+2729.92/T，

T 为开氏温度，T=273+t，t为试验水温[14]。

2 结果与分析

2.1 氨氮对大刺鳅的急性毒性

氨氮对大刺鳅幼鱼的急性毒性试验结果见表1和表2。试验中，对照组鱼无死亡,随着总氨氮浓度的上升和胁迫时间的延长，对大刺鳅幼鱼的毒性明显增强，死亡鱼数量明显上升。87 mg/L（5.31mg/L）和100mg/L（6.10mg/L）组鱼的24h死亡率高于50%；其中100 mg/L组的大刺鳅幼鱼反应激烈，全部死亡，其余6个组鱼的死亡率均低于50%。氨氮24hLC50为78.35mg/L，非离子氨为4.78mg/L。当氨氮胁迫时间延长至 48h 时，37（2.26）mg/L、42（2.56）mg/L、49（2.99）mg/L、56（3.42）mg/L、65（3.96）mg/L 和75（4.57）mg/L组鱼的死亡率均低于50%。氨氮的48hLC50为77.15mg/L，非离子氨为4.71mg/L。氨氮胁迫试验结束时（96h），37（2.26L）mg/L组未出现死亡，氨氮96hLC50为76.05mg/L，非离子氨为4.64mg/L。大刺鳅幼鱼氨氮和非离子氨的安全浓度分别为7.61mg/L和0.46mg/L。

表1 大刺鳅幼鱼的氨氮急性毒性结果Tab.1 The acute toxicity of ammonia nitrogen to spiny eel juveniles

表2 总氨氮和非离子氨对大刺鳅幼鱼的半致死浓度和安全质量浓度Tab.2 The median lethal concentration and safe concentration of total ammonia nitrogen and un-ionized ammonia to spiny eel juveniles

2.2 亚硝酸盐对大刺鳅幼鱼的急性毒性

亚硝酸盐对大刺鳅幼鱼的急性毒性试验结果见表3。试验过程中，对照组鱼无死亡,随着亚硝酸盐浓度的上升和胁迫时间的延长，亚硝酸盐对大刺鳅幼鱼的毒性明显增强，死亡鱼数明显上升。经过24h胁迫后，1.15mg/L、1.55mg/L和 2.1mg/L组鱼的死亡率超过50%，其余4个组的死亡率均低于50%，24hLC50为1.177mg/L。胁迫时间延长至48h时，0.49mg/L、0.65mg/L和0.75mg/L的死亡率仍低于50%，其余4组鱼的死亡率高于50%，其中2.1mg/L组的鱼全部死亡，48hLC50为0.921mg/L。当亚硝酸盐胁迫试验结束时（96h），0.49mg/L、0.65mg/L和0.75mg/L组鱼的死亡率分别为0%、28.57%和42.86%，仍低于50%，其余4组的死亡率高于50%，其中1.55mg/L和2.1mg/L2组鱼全部死亡，96hLC50为0.798mg/L。大刺鳅幼鱼亚硝酸盐的安全浓度为0.0798 mg/L。

3 讨论

3.1 大刺鳅幼鱼氨氮和亚硝酸盐急性中毒的行为症状不同

研究发现，大刺鳅幼鱼在氨氮和亚硝酸盐胁迫下的中毒症状不尽相同，这与其致毒机理密切相关。氨氮急性胁迫初期，大刺鳅幼鱼躁动不安，上蹿下跳；随着胁迫时间的延长，幼鱼逐渐丧失平衡能力，时而旋转抽搐，时而侧卧桶底，体色变深；最后死亡时头部后仰，鳃盖微张，体色发白。亚硝酸盐胁迫初期，大刺鳅幼鱼反应激烈，狂游，冲撞；随着胁迫时间的延迟，幼鱼游泳能力减弱，侧游，翻转打旋，呼吸急促；最后痉挛麻痹，体色变深、侧躺卧息死亡。

3.2 氨氮和亚硝酸盐对大刺鳅幼鱼的毒性差异较大

结果显示，无论是总氨氮还是非离子氨，其3个时间节点的大刺鳅幼鱼半致死浓度和安全浓度均显著高于亚硝酸盐组（表2、表3）。随着胁迫时间的延长，半致死浓度均有所变化，从24h到96h,总氨氮和非离子氨的半致死浓度分别降低了2.94%和2.93%，亚硝酸盐组的半致死浓度降低了32.20%。亚硝酸盐组鱼的安全浓度仅为总氨氮和非离子氨的1.05%和17.35%，说明亚硝酸盐对大刺鳅的急性毒性强于氨氮。

3.3 氨氮和亚硝酸盐对大刺鳅幼鱼的毒性与其他鱼类差异较大

本试验中，非离子氨对大刺鳅幼鱼的安全浓度为0.46mg/L，远高于泥鳅Misgurnus anguillicaudatus的0.22mg/L[15]、黄颡鱼Pelteobagrus fulvidraco的0.15 mg/L[16]、欧洲鳗鲡 Anguilla Anguilla 0.219mg/L[17]、草鱼 Ctenopharyngodon idellus 0.047mg/L[18]和鲤 Cypri－nus carpio Linnaeus 0.068mg/L[19]等，说明大刺鳅幼鱼对非离子氨的耐受性要高于其他鱼类。而大刺鳅幼苗对亚硝酸盐的安全浓度仅为0.0823mg/L，远低于黄颡鱼的 14.58mg/L[16]、欧洲鳗鲡 2.66mg/L[17]、鲤3.09mg/L、鲢 Hypophthalmichthys molitrix（Valenciennes,1844）2.04mg/L、鳙 Aristichthys nobilis1.99mg/L和草鱼0.35mg/L[20]等，说明大刺鳅幼鱼对亚硝酸盐的毒性比其他鱼类更敏感，这也是养殖生产中影响大刺鳅成活率的关键因素之一。所以，在大刺鳅集约化养殖过程中要注意监控亚硝酸盐的变化，提高池塘的溶解氧，减少残饵和其他代谢产物的富集，避免出现亚硝酸盐中毒等症状。

表3 大刺鳅亚硝酸盐急性毒性结果Tab.3 The acute toxicity of nitrite to spiny eel juveniles

［1］薛凌展.大刺鳅胚胎发育观察［J］.淡水渔业,2014,44（2）:101-108.

［2］伍远安,梁志强,李传武,等.两种刺鳅肌肉营养成分分析及评价［J］.营养学报,2010,32（5）:499-502.

［3］初庆柱,陈刚,张健东,等.大刺鳅消化系统的组织学研究［J］.淡水渔业,2009,39（2）:14-18.

［4］何美峰,袁定清,崔利峰,等.汀江大刺鳅国家级水产种质资源保护区鱼类群落结构及其影响因子［J］.上海海洋大学学报,2015,24（1）:121-129.

［5］杨华强,李强,舒琥,等.华南及邻近地区大刺鳅遗传多样性的 ISSR 分析［J］.水生生物学报,2016,40（1）:63-70.

［6］Ip Y K&ChewS F.Ammonia production,excretion,toxicity,and defense in fish:a review［J］.Fronttiers in Physiology,2010,134（1）:1-20.

［7］王昆.氨氮对鲤（Cyprinus carpio Linnaeus）幼鱼部分组织及血液指标的影响［D］.哈尔滨：东北农业大学,2007.

［8］张武肖,孙盛明,戈贤平,等.急性氨氮胁迫及毒后恢复对团头鲂幼鱼鳃、肝和肾组织结构的影响［J］.水产学报,2015,39（2）:233-244.

［9］Deane E E&WooN Y S.Impact ofnitrite exposure on endocrine,osmoregulatory and cytoprotective functions in the marine teleost Sparus sarba［J］.Aquatic Toxicology,2007,82（2）:85-93.

［10］刘海侠,孙海涛,刘晓强,等.亚硝酸盐中毒鲤的血液和组织病理学研究［J］.淡水渔业,2010,40（3）:67-71.

［11］叶俊,肖琛,尹晓燕,等.亚硝态氮胁迫对草鱼非特异性免疫性能的影响［J］.淡水渔化,2013,43（4）:40-44.

［12］周永欣,章宗涉.水生生物毒性试验方法［M］.北京:农业出版社,1989:75-106.

［13］张力.SPSS在生物统计中的应用［M］.厦门:厦门大学出版社,2008:152-155.

［14］Emerson K,Russo R C,Lund R E,et al.Aqueous ammonia equilibrium calculations:effect of pH and temperature［J］.Journal of the Fisheries Research Board of Canada,1975,32（12）:2379-2383.

［15］郝小凤,刘洋,凌去非.氨氮对泥鳅的急性毒性及对其肝、鳃组织超微结构的影响［J］.水生态学杂志,2012,33（5）:101-107.

［16］李波,樊启学,张磊,等.不同溶氧水平下氨氮和亚硝酸盐对黄颡鱼的急性毒性研究［J］.淡水渔业,2009,39（3）:31-35.

［17］潘小玲,陈百悦,樊海平,等.非离子态氨及亚硝酸盐对欧洲鳗鲡的急性毒性试验［J］.水产科技情报,1998,25（1）:20-23.

［18］梁健,王红权,金柏涛,等.氨氮对草鱼幼鱼的急性毒性试验［J］.科学养鱼,2013（11）:50-51.

［19］刘汉友,徐丽丽.鲤鱼氨态氮急性毒性试验［J］.河北渔业,2012（1）:14-15.

［20］吕景才,沈成钢,杨景华.亚硝酸盐对几种淡水鱼苗的急性毒性试验［J］.大连水产学院学报,1993,8（1）:65-68.